生物與食品工程學(xué)院生物制藥與載體材料工程研究團(tuán)隊(duì)（生物工程學(xué)科）成功開(kāi)發(fā)了一種基于光響應(yīng)的多層三維多孔Ga?O?水凝膠，用于光催化抗菌治療，顯著促進(jìn)了耐多藥金黃色葡萄球菌（MDR S. aureus）感染傷口的愈合。相關(guān)研究成果以“A light-responsive multilayered 3D porous Ga?O? hydrogel for photocatalytic antibacterial therapy promoting healing of MDR S. aureus-infected wounds”為題發(fā)表在材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際TOP期刊《Journal of Materials Science & Technology》（中科院一區(qū)，IF=11.2）。安徽工程大學(xué)為該論文第一通訊作者單位，生物與食品工程學(xué)院2022級(jí)研究生王易梅為論文第一作者。

皮膚傷口易受細(xì)菌感染，尤其是耐藥菌株的感染會(huì)顯著延緩愈合進(jìn)程。傳統(tǒng)抗生素療法面臨耐藥性挑戰(zhàn)，而光催化抗菌療法（PCAT）通過(guò)產(chǎn)生活性氧（ROS）殺滅細(xì)菌，具有廣譜抗菌、不易耐藥的優(yōu)勢(shì)，且PCAT 利用水分子作為內(nèi)源性物質(zhì)，解決了缺氧細(xì)菌感染組織產(chǎn)生 ROS 的問(wèn)題。然而，現(xiàn)有光催化材料在傷口環(huán)境中的穩(wěn)定性、生物相容性及促愈合能力仍需優(yōu)化。針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)高溫?zé)岱纸夥ê铣裳趸壖{米顆粒（Ga₂O₃ NPs），并將其與殼聚糖水凝膠交聯(lián)，構(gòu)建了具有多層3D多孔結(jié)構(gòu)的光響應(yīng)性水凝膠（Ga₂O₃ NPs hydrogel）。在可見(jiàn)光照射下，Ga₂O₃ NPs通過(guò)光催化作用能夠高效產(chǎn)生ROS，破壞細(xì)菌細(xì)胞膜并誘導(dǎo)核酸泄漏，從而殺滅細(xì)菌。此外，水凝膠的濕潤(rùn)環(huán)境為傷口愈合提供了理想條件，加速表皮細(xì)胞遷移和膠原沉積，顯著減少了疤痕形成。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)體外豬皮模型和體內(nèi)小鼠傷口感染模型驗(yàn)證了Ga₂O₃ NPs hydrogel優(yōu)異抗菌性能和促進(jìn)傷口愈合的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該水凝膠對(duì)MDR S. aureus和MDR E. coli均表現(xiàn)出廣譜抗菌活性，并能有效清除生物膜。同時(shí)，水凝膠具有良好的生物相容性和長(zhǎng)期安全性，為臨床治療耐藥細(xì)菌感染提供了新的解決方案。

此項(xiàng)研究不僅為開(kāi)發(fā)無(wú)抗生素成分的新型水凝膠敷料提供了理論支持，還推動(dòng)了光催化抗菌材料的發(fā)展，進(jìn)一步完善了濕性愈合理論，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。(文：王軍；預(yù)審：張國(guó)強(qiáng)；審核：葛飛)

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.11.022